为什么地核会这么热?

为什么地核会这么热?
2020年09月03日 08:40 新浪科技

  新浪科技讯 北京时间9月3日消息,地核位于地球的最内部,具有极高的温度,并且是自从地球诞生以来就一直如此。而且,这一炽热的内核正是我们能够在这个星球上生存的原因!听起来似乎有些奇怪,但的确如此——地核对于我们的生存至关重要。

  在深入到地球的最深处之前,让我们试着多了解一点地球各个层次的结构。

  分层的地球

  尽管人类的科技发展已经可以拍下黑洞的图像,但要揭开我们自己星球的神秘面纱却并非易事。不过,通过对火山爆发带来的岩石进行分析,以及对地震波(地震、火山爆发或其他扰动在地球内部产生的波)的研究,科学家对地球的内部结构已经有了相当程度的了解。

  地球并不是一个均匀的固体,而是分成了许多层。地球是在大约46亿年前太阳系诞生时形成的。最初,它只是一个气体星球,但随着气体相互作用,不同密度的物质开始分离,地球逐渐变成了今天的样子——一颗内部类似洋葱的巨大岩石行星。

地球的分层结构。简而言之,地核的高温是由于储存的原始热量以及放射性衰变造成的地球的分层结构。简而言之,地核的高温是由于储存的原始热量以及放射性衰变造成的

  地球的最外层是地壳。这是我们生活的地方,我们在此建造房屋、种植树木,进行各种各样的生产活动。与其他层相比,地壳非常薄。海洋地壳的平均厚度约8千米,主要由玄武岩和陆壳组成;大陆地壳的平均厚度约32千米,主要由花岗岩组成。

  地壳的下一层叫做地幔。这一层的厚度约为2900千米。上地幔坚硬而易碎,下地幔则像半熔融的岩石一样流动。地幔的上层与地壳结合在一起,称为岩石圈,而半熔融层则称为软流圈,岩石圈就在软流圈上方滑动。

  地幔再往下就是地核,地核分为两个部分——外核和内核。外核主要由铁和镍组成,完全呈液态。它的温度非常高,外侧约4400摄氏度,向内不断增加,在接近内核处达到约6100摄氏度。外核大约有2300千米厚。

  穿过外核,我们就到达了地球最热的部分——内核。内核的温度高得难以想象,从5000到7200摄氏度不等。最令人惊讶的是,即使在如此高的温度下,内核仍然完全是固体的,厚度大约有1200千米。

地球各个构造层的剖面图地球各个构造层的剖面图

  为什么地核会这么热?

  对于生活在地壳上的人类来说,很难想象地核的温度会比太阳表面的温度还要高。真正的问题也随之而来,46亿年前的地球是如何产生如此多热量的?据研究,造成地核如此灼热的原因主要有两个。

  首先,这源于地球形成时的吸积过程。当太阳系形成时,地球也开始绕着太阳运行。在强大的引力作用下,一些陨石和其他物体聚集在一起,形成了巨大的行星。每当这种吸积过程发生时,就会产生巨大的热量。

地球是通过吸积过程形成的地球是通过吸积过程形成的

  行星形成过程结束后,物质开始根据密度分成不同的层。密度最大的物质沉淀在地核中,这一沉淀过程也会产生大量热量。时至今日,地球的这些原始热量仍然存在于地核中,因为地球在形成的时候无法将其迅速驱散,而现在这些热量已经稳定下来。热量只能通过地壳消散,但由于板块构造如同毯子一样,而地幔又不是一个特别好的热输送器,因此这些热量就会在地核停留很长一段时间。

  地核高温的第二个主要原因是放射性元素(比如铀)的衰变。放射性衰变导致了子同位素的形成,而这是一个放热过程。从放射性衰变得到的热量与原始热量之间存在微小的区别。有研究认为,原始热量主要集中在地核,而放射性衰变释放的热量在地球的其他层都有分布。

地核的温度甚至比太阳的表面温度还高地核的温度甚至比太阳的表面温度还高

  那么,地核真的对我们有如此重要吗?

  地核的重要性

  我们还无法直接观测地核,但通过分析来自其他行星核心的铁陨石,以及对地球物理化学性质的研究,可以推测地核也是由铁和镍组成。虽然地核的温度堪比太阳,但对于维持地球上的生命至关重要。外核是液态的,因此一直在流动。这种运动所产生的对流便是地球磁场形成的原因。这个磁场反过来又保护了地球生命免受太阳耀斑的影响,维持了适宜居住的大气层。另一方面,内核有助于磁场的稳定。

  外核的对流,以及外核产生的热量会使其上方的构造发生运动,特别是地幔。这种运动有助于板块移动,从而导致大陆移动和新的陆地地块产生。

  结论

  地核不仅对人类,而且对包括动植物在内的所有生物的生存都至关重要。如果地核温度降低,影响其固体或液体的状态,那么生命可能就将无法生存或茁壮成长。这就是地核所起到的重要的平衡作用。(任天)

地核
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